聚乙烯生产工艺
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世界上主要的11种聚乙烯(PE)生产技术聚乙烯(Polyethylene,PE)是一种重要的塑料材料,具有广泛的应用领域。
根据不同的聚合方式和反应器类型,世界上出现了许多不同的聚乙烯生产技术。
以下是世界上主要的11种聚乙烯生产技术。
1. Ziegler-Natta 聚合法Ziegler-Natta(简称Z-N)聚合法是聚乙烯生产中最早、最常用的方法之一。
它利用钛(Zr, Ti)或锆钛催化剂,在适当的溶剂中,将乙烯聚合成聚乙烯。
这种方法生产的聚乙烯颗粒形状均匀且颗粒尺寸较大,适用于制备高密度聚乙烯(HDPE)和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。
2. 高压聚合法高压聚合法是最早的聚乙烯生产技术之一,使用高压条件下(约1000-3000 atm)的自由基聚合反应。
该方法需要较高的压力和温度,并且仅适用于低密度聚乙烯(LDPE)的生产。
高压聚合法生产的LDPE具有较低的结晶度和较高的熔体流动性。
3. 化学改性法化学改性法是通过在聚合过程中引入特定的单体或添加剂,改变聚乙烯的性质和特性。
例如,聚合过程中加入α-烯烃单体,可以制备出丁基聚乙烯(PBE),其具有较高的柔韧性和耐冲击性。
化学改性法可以在聚乙烯生产中实现产品特性的定制化。
4. 溶剂法溶剂法是一种聚合物的合成方法,其中乙烯在溶剂介质中聚合。
溶剂法可以通过控制反应条件和溶剂的选择实现多种聚乙烯类型的合成,如线性低密度聚乙烯(LLDPE)和超低密度聚乙烯(ULDPE)。
溶剂法生产的聚乙烯具有较高的透明性和较低的结晶度。
5. 塑料加工挤出法塑料加工挤出法是将聚乙烯颗粒通过挤出机进行预熔和挤出形成所需形状和尺寸的产品。
这种方法适用于生产管道、薄膜、线材等各种聚乙烯制品。
塑料加工挤出法具有生产效率高、工艺稳定等优点。
6. 压缩成型法压缩成型法是一种将聚乙烯粉末加热到熔化状态,然后在特定的模具内施加压力,使其冷却和凝固成为所需形状和尺寸的产品。
这种方法适用于生产塑料片、块状制品等。
聚乙烯是一种重要的合成塑料,广泛应用于电缆绝缘、包装薄膜、塑料袋和塑料管等领域。
本文将介绍一个年产20万吨聚乙烯的生产工艺设计。
1.原料准备聚乙烯的原料主要是乙烯,可以通过石化工艺从原油中提炼得到。
在生产工艺设计中,需要准备足够的乙烯供应,并确保其质量符合生产要求。
此外,还需要准备一些辅助原料,如催化剂和稳定剂等。
2.反应器设计生产聚乙烯的主要反应器是聚合反应器。
反应器的设计应考虑到反应器的材料、体积以及反应条件等因素。
由于聚乙烯是高分子聚合物,聚合反应器通常采用不锈钢材料制作,具有较大的体积,以容纳大量的乙烯和催化剂。
同时,反应器内的温度、压力、搅拌速度等参数需要严格控制,以确保聚合反应的效果和产率。
3.催化剂选择催化剂对聚乙烯的合成具有重要影响。
常见的聚乙烯催化剂有钛催化剂、铬催化剂和锁催化剂等。
在生产工艺设计中,需要选择合适的催化剂,并优化其浓度和用量,以提高聚合反应的效率和产率。
4.反应条件控制聚乙烯的合成需要控制一系列反应条件,包括温度、压力、反应时间和催化剂浓度等。
一般来说,聚乙烯的合成温度较高,通常在100-300摄氏度之间,压力较高,通常在50-200兆帕之间。
此外,反应时间和催化剂浓度也需要根据工艺要求进行控制,以获得理想的产率和质量。
5.分离和后处理在聚乙烯合成反应后,需要对产物进行分离和后处理。
这一步骤通常包括切割、冷却、溶剂提取和干燥等过程。
通过合理设计这些分离和后处理步骤,可以提高产物的纯度和质量,并准备好用于下一步的加工。
6.产品加工合成的聚乙烯产品可以进行各种加工,如挤出、注塑和吹塑等。
这些加工过程需要根据产品的具体要求进行设计和操作,并使用适当的设备和工艺参数,以获得理想的成品。
总结起来,年产20万吨聚乙烯的生产工艺设计涉及原料准备、反应器设计、催化剂选择、反应条件控制、分离和后处理以及产品加工等方面。
通过合理优化这些环节,可以提高生产效率和产品质量,实现规模化的聚乙烯生产。
高密度聚乙烯技术进展HDPE简介1953年低压合成HDPE,与LDPE、LLDPE 比较,HDPE 支链化程度最小,分子能紧密地堆砌,密度最大(0. 941~0. 965 gPcm3 ) ,结晶度高。
HDPE 目前是世界生产能力和需求量位居第三大类的聚烯烃品种,其主要用于薄膜、吹塑、管材等技术进展催化剂工业生产中主要使用Ti系Z-N催化剂、Cr系催化剂。
生产工艺HDPE的生产技术主要有:浆液聚合、气相聚合和溶液聚合。
浆液聚合法此法是生产HDPE主要方法,工艺成熟,生产技术主要有Hostalen、Phillips、Innovene S、Equistar、Borieas、CX、Equistar 等。
1.搅拌釜式浆液聚合(Z-N催化剂己烷溶剂,双釜聚合工艺)basell:hostalen技术三井油化公司:CX技术很相似的工艺浆液法连续工艺:操作温度压力低;采用并联及串联不同形式生产单、双峰产品;原料要求不高问题:细粉问题和低聚物生成量高,装置安全生产周期短2.环管反应器工艺(Cr系催化剂异丁烷反应介质)Phillips:Phillips工艺(单环管) INNOS:Innovene S工艺(双环管)环管反应器工艺特点:设备较少,投资成本低;细粉少和颗粒形态好。
原料要求高气相聚合法典型代表:DOW化学公司的univation技术和INNOS公司的innovene技术工艺特点:操作温度、压力低;可生产全密度聚乙烯;催化剂体系包括Ti,Cr系;茂金属催化剂;原料需要精制;不需要溶剂。
溶液聚合法典型代表:NOVA公司的sclairtech工艺、DOW工艺和DSM公司的Compact工艺。
工艺特点:原料要求低;反应停留时间短,产品切换快;采用溶剂,转化率高。
双峰高密度聚乙烯双峰PE中高相对分子质量成分可赋予其良好的力学性能和耐环境应力开裂性能,而低相对分子质量成分起到润滑作用,改善其加工性能。
因此,双峰PE 与单峰产品相比,有更好的力学性能、耐环境应力开裂性能及良好的加工性能,综合性能优异。
聚乙烯生产工艺流程聚乙烯(PE)是一种常见的热塑性树脂,广泛应用于塑料制品的生产中。
它具有优异的化学稳定性、电气绝缘性能和耐磨性,因此在日常生活和工业生产中都有着重要的地位。
聚乙烯的生产工艺流程主要包括原料准备、聚合反应、成型和后处理等环节。
首先,原料准备是聚乙烯生产的第一步。
聚乙烯的主要原料是乙烯,它通常是从石油或天然气中提炼出来的。
在生产过程中,乙烯会被送入反应釜中,并与催化剂进行聚合反应。
为了确保反应的高效进行,通常需要对乙烯进行精细的分离和纯化处理,以去除杂质和控制其纯度。
其次,聚合反应是聚乙烯生产的核心环节。
在反应釜中,乙烯分子会在催化剂的作用下发生聚合反应,逐渐形成聚乙烯链。
催化剂的选择和反应条件的控制对聚合反应的效率和产物性能有着重要影响。
通过合理的反应控制和催化剂的运用,可以实现聚乙烯的高产率和优质化。
然后,成型是将聚乙烯树脂加工成各种塑料制品的过程。
聚乙烯树脂可以通过挤出、注射、吹塑等加工方法,制成薄膜、管材、板材、注塑件等不同形态的制品。
在成型过程中,需要根据产品的要求选择合适的加工工艺和设备,同时控制温度、压力和速度等参数,以确保制品的质量和性能。
最后,后处理是指对成型后的聚乙烯制品进行表面处理、检验和包装等工序。
表面处理可以包括喷涂、印刷、涂覆等工艺,以提高制品的外观和功能。
检验环节则是对制品进行质量检测和性能评估,确保产品符合标准和客户要求。
最后,将制品进行包装,并做好相应的标识和记录,以便存储和运输。
总的来说,聚乙烯的生产工艺流程是一个复杂而严谨的过程,需要精密的设备、严格的操作和科学的管理。
只有在每个环节都做到精益求精,才能生产出优质的聚乙烯制品,满足市场和客户的需求。
希望通过本文的介绍,读者对聚乙烯生产工艺流程有了更深入的了解,同时也能对相关行业的从业人员有所帮助。
聚乙烯的生产工艺流程低密度聚乙烯的生产流程如图1所示,目前工业生产上采用的有管式反应器和釜式反应器两种类型。
新鲜原料乙烯(通常压力为3.0MPa)进入一次压缩机1的中段,经压缩达25MPa。
来自低压分离器9(a)的循环乙烯(压力小于10MPa)与相对分子质量调节剂混合后,进入压缩机1入口,被压缩至25MPa,然后与新鲜乙烯和来自高压分离器7的循环乙烯混合后进入二次高压压缩机3,压缩至反应压力。
经二次压缩的乙烯单体进入反应器4(a)或4(b)进行聚合,引发剂溶液则用高压泵5送人聚合反应器内,聚合反应即开始。
当聚合物的相对分子质量达到要求时,反应物料经适当冷却后经过减压阀6进入高压分离器7,将未反应的单体与聚合物分离,作循环使用。
乙烯的单程转化率为15%~30%,大部分的乙烯循环使用。
聚乙烯树脂再经减压后进低压分离器9(a)中与抗氧剂、润滑剂、防静电剂等混合后,经挤出切粒机9(b)造粒后得到粒状的PE树脂,之后被送往离心干燥器10经热风干燥成一次产品,再经密炼机11、混合机12、混合物造粒机13切粒得到二次产品,经包装出厂为聚乙烯商品。
图1LDPE生产流程1-压缩机;2-相对分子质量调节剂泵;3-二次高压压缩机;4 (a)-釜式聚合反应器;4(b)-管式聚合反应器;5-催化剂泵;6-减压阀;7-高压分离器;8-废热锅炉;9(a)-低压分离器;9(b)-挤出切粒机;10-干燥器;11-密炼机;12-混合机;13-混合物造粒机;14-压缩机高密度聚乙烯是乙烯在一定的温度、常压或几兆帕压力下聚合而成。
以络合负离子为引发剂,有时加入少量的α-烯烃为共聚单体,调节产品的密度与活性。
高密度聚乙烯大分子中有少量的由共聚合单体引入的短支链,结晶度较高。
线型低密度聚乙烯是用低压法合成的密度为0. 920~0. 935g/cm³的聚乙烯。
聚乙烯生产工艺流程聚乙烯是一种重要的合成塑料,广泛应用于包装、建筑、电子、汽车和医疗等领域。
下面我将详细介绍聚乙烯的生产工艺流程。
聚乙烯的生产过程一般采用热裂解法,即通过加热乙烯单体分子进行聚合反应。
具体工艺流程如下:1. 乙烯气体制备:通过石油、天然气或煤炭等原料的加热解聚,生成气态的乙烯。
乙烯是聚乙烯生产的主要原料。
2. 压缩与净化:将乙烯气体经过压缩、冷凝和净化等过程,去除其中的杂质和不纯物质,提高乙烯的纯度。
3. 聚合反应:将净化后的乙烯气体送入反应器中,与聚合催化剂接触反应。
聚合催化剂通常是金属催化剂,如钯、镍等。
在高温和高压的条件下,乙烯分子之间发生聚合反应,形成聚乙烯链。
4. 聚合物处理:聚合反应后得到的聚乙烯物料进入聚合物处理区域,通过冷却、固化和切割等工艺,将聚乙烯物料处理成颗粒状,以便后续加工使用。
5. 产品检测与质量控制:对聚乙烯颗粒进行检测,包括粒径、分子量、熔点等指标,确保产品质量符合要求。
6. 包装与运输:将符合质量要求的聚乙烯颗粒进行包装,并通过合适的运输手段,将产品送往下游合作伙伴进行使用。
以上是聚乙烯生产的基本工艺流程,不同厂家和地区可能会略有差异。
此外,聚乙烯的生产过程中需要考虑环境保护和能源节约等因素,如合理利用废热、减少废水和废气的排放等。
聚乙烯作为一种广泛应用的塑料,其生产工艺流程也在不断改进和优化。
例如,近年来出现了新型催化剂和反应器设计,能够提高聚乙烯的产率和质量,并降低能源消耗和环境污染。
未来,随着技术的进步和需求的变化,聚乙烯生产工艺流程还将继续发展和创新。
总之,聚乙烯的生产工艺流程涉及乙烯气体制备、压缩与净化、聚合反应、聚合物处理、产品检测与质量控制以及包装与运输等环节。
通过不断改进和优化工艺,可以获得高质量的聚乙烯产品,并提高生产效率和降低能源消耗。
聚乙烯生产工艺聚乙烯是世界上最重要的塑料之一,广泛应用于塑料制品、包装材料、电线电缆、日用品、建筑材料等领域。
聚乙烯的生产工艺主要包括聚合反应、聚合物颗粒的处理和产品后处理三个过程。
以下将介绍聚乙烯的生产工艺。
首先,聚乙烯的生产通常采用高压聚合工艺。
这种工艺的原理是将乙烯与催化剂在高温高压下进行聚合反应,生成聚乙烯。
乙烯是聚乙烯的主要原料,一般由煤矿、石油加工厂等化工企业生产。
催化剂是促进乙烯聚合反应的物质,常用的催化剂有三种:氧化铝催化剂、过渡金属催化剂和有机过氧化物催化剂。
在聚合反应中,乙烯分子通过共价键连接在一起,形成高分子链状结构。
其次,聚合物颗粒的处理是聚乙烯生产的第二个步骤。
聚合物颗粒是聚合反应生成的聚乙烯分子经过冷却后形成的颗粒状物质。
这些颗粒通常被称为粒料,可用于制备聚乙烯制品。
在这个过程中,需要将聚乙烯颗粒进行烘干,以去除水分和挥发物。
然后,将烘干后的颗粒通过挤出机加热到熔化状态,再通过模具冷却成型,最终得到所需的聚乙烯制品。
最后,产品的后处理是聚乙烯生产的最后一个步骤。
在某些情况下,聚乙烯制品需要进行进一步的处理,以满足特定的要求。
例如,聚乙烯薄膜可以通过涂层、印刷等工艺进行表面处理,以增强其功能性。
聚乙烯管材可以通过埋地或暴露在户外环境下进行额外的抗氧化、耐热处理,以增强其耐久性。
此外,对于一些特殊用途的聚乙烯制品,如聚乙烯纤维、聚乙烯泡沫等,还需要进行特殊加工工艺,以获得所需的形态和性能。
总之,聚乙烯的生产工艺主要包括聚合反应、聚合物颗粒的处理和产品后处理三个步骤。
这些步骤通过控制温度、压力和催化剂等参数,实现聚合反应的进行,进而得到所需的聚乙烯制品。
聚乙烯的生产工艺在近几十年间已经得到了巨大的发展和改进,使得聚乙烯能够更好地满足人们的需求。
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聚乙烯生产工艺流程聚乙烯是一种常见的塑料,广泛应用于包装、建筑、电子和汽车等领域。
聚乙烯生产工艺流程主要包括原料处理、聚合反应、精馏和加工等步骤。
以下是一个典型的聚乙烯生产工艺流程。
首先,原料处理。
聚乙烯的主要原料是乙烯,乙烯是一种无色、易燃气体,通常从石油或天然气中提取。
原料处理的目的是去除杂质,提高纯度。
乙烯经过压缩、冷凝和过滤等步骤后,进入下一步的聚合反应。
接下来是聚合反应。
聚合反应是将乙烯分子通过化学反应连接起来,形成聚乙烯链。
这个过程需要催化剂的参与,常用的催化剂有锰、铬和钛等。
聚合反应通常在高温和高压下进行,常见的反应器有液相和气相反应器。
反应结束后,得到的聚乙烯成为颗粒状或粉状物质。
然后是精馏。
精馏是将聚乙烯颗粒中的杂质和不同分子量的聚合物分离。
通常采用减压精馏的方法,将聚乙烯颗粒加热至高温,通过蒸发和冷凝过程,将不同分子量的聚合物分离出来。
精馏过程主要是控制温度和压力的变化,以实现分离杂质和聚合物的目的。
最后是加工。
聚乙烯经过精馏后,可以进一步加工成不同形状和规格的制品。
常见的加工方法有挤出、注塑和吹塑等。
挤出是将聚乙烯颗粒加热至熔融状态,然后通过挤压机将熔融聚乙烯挤压成所需形状。
注塑是将熔融聚乙烯注入模具中,冷却后得到所需形状。
吹塑是将熔融聚乙烯注入模具中,通过气流吹膨使其成型。
总之,聚乙烯生产工艺流程包括原料处理、聚合反应、精馏和加工等步骤。
通过这些步骤,乙烯分子可以连接起来,形成聚乙烯链,并通过精馏和加工等过程得到最终的聚乙烯制品。
这个工艺流程在聚乙烯生产中得到广泛应用,为满足人们的日常生活和工业需求提供了重要的塑料材料。
聚乙烯工艺流程
《聚乙烯工艺流程》
聚乙烯是一种常见的塑料材料,在工业领域被广泛应用。
其工艺流程主要包括原料准备、聚合反应、造粒和成形加工等环节。
首先是原料准备阶段,聚乙烯的原料主要是乙烯气体。
乙烯气体通常是从石油或天然气中提取得到,然后经过精炼和纯化处理后,得到高纯度的乙烯气体。
接下来是聚合反应阶段,聚乙烯的生产主要通过聚合反应来实现。
乙烯气体在高温高压的条件下与催化剂发生聚合反应,形成聚乙烯分子链。
催化剂通常是金属化合物制成的。
在聚合反应完成后,得到的聚乙烯是一种粘稠的液体状物质,需要经过造粒处理以便于后续加工。
造粒是将聚乙烯液体通过喷嘴喷出,并在加工机器中迅速冷却凝固成颗粒状的固体颗粒。
最后是成形加工阶段,造粒后的聚乙烯颗粒可以通过吹膜、注塑、挤出等多种加工方式进行成形加工,制成各种塑料制品。
总的来说,聚乙烯的工艺流程主要包括原料准备、聚合反应、造粒和成形加工这几个主要环节。
这些环节的协调配合,可以有效实现聚乙烯的生产加工,满足市场需求。
论文摘要综述了Unipol气相法聚乙烯工艺的冷凝态、超冷凝态、液体单体聚合、液体成分聚合和间接冷却反应器技术情况。
关键词:Unipol 气相法流化床聚乙烯冷凝态UNIPOL气相法流化床聚乙烯工艺冷凝态技术王洋洋(开封大学化学工程学院)长期以来,聚乙烯生产一直是多种工艺并存。
液相法工艺包括Nova公司的中压法工艺、Dow化学公司的低压冷却法工艺和DSM公司的低压绝热工艺。
气相法工艺主要有Univation 公司的Unipol 工艺、BP公司的Innovene工艺和Basel公司的Spherilene 工艺。
气相法由于流程较短、投资较低等特点发展较快,目前的生产能力约占世界聚乙烯总生产能力的34%,新建的LLDPE 装置近70%采用气相法技术。
近年来,在各工艺技术并存的同时,新技术不断涌现。
其中冷凝及超冷凝技术、不造粒技术、共聚技术、双峰技术、超临界烯烃聚合技术等新技术的开发,极大地促进了世界聚乙烯工业的发展。
Unipol工艺是美国Union Carbide Corporation(联合碳化物公司,以下简称“UCC 公司”)于1964年商业化投产的聚乙烯气相法生产工艺。
l985年UCC公司开发了投资少、收效大的冷凝态(Condensing Mode,简称“CM”)技术,使其突破产能瓶颈,单线生产能力成倍增长,近2O年来冷凝态技术成为全世界聚乙烯业界瞩目的焦点。
Unipol 气相聚乙烯工艺是一种先进的聚乙烯生产工艺,世界上有25个国家的100 多套装置在使用Unipol工艺,生产聚乙烯18 Mt/a[1]。
我国目前有大庆石化、齐鲁石化、中原石化等9 套Unipol工艺装置在运行。
2007 年,包括中国石油、神华集团、沈阳蜡化等在内的中国企业新引进Unipol 工艺装置5套,新增产能1.4 Mt/a。
Unipol 工艺的核心部分包括气相流化床反应技术和催化剂技术.一、冷凝态技术的发展过程(一)允许循环气体夹带冷凝液进入反应器冷凝态技术是由UCC公司于1985年首次提出,其工艺流程如图l所示。
聚合反应器可根据需要在冷凝态操作(又叫“湿法操作”)和非冷凝态操作(又叫“干法操作”或“常规操作”)之间相互切换。
受BASF等公司在搅拌床反应器中注人冷凝液相单体,增大反应器的撤热能力的启发,UCC公司1985年尝试将循环气体的温度降低到其褥点以下,使冷凝液体夹带在循环气流中进人反应器,结果发现冷凝液进人反应器后迅速蒸发,没有扰乱流化床的稳定由于反应器进口处的循环气体与反应器之间温差加大和冷凝液体的蒸发,极大地提高了反应器的撤热能力,从而带动时空产率大幅度上升,这就是“冷凝态技术”的原理。
1一循环气流;卜反应区;卜扩大段;催化剂贮罐;5一补充流体;6一分配器;7—换热器;&气体分析仪;9一压绾机;10一气体分布板;I1 混合室;l2a,12b一圆环形导流器;1}一筛网;14 孔洞;15a,15b一角帽;16一产品出料罐;】7一气体缓冲罐;18 产品缓冲罐圈l UCC玲凝志操作流程图(二)改造反应器入口导流器UCC公司经过实验发现,原来使用的立管/锥帽式导流器容易在反应器底部产生液,不适合冷凝态操作,将其改为图2所示圆环形导流器。
其原理是将进入混合室的循环流体分为两股,一股气流通过圆环中心开孔直接上升,主要作用是夹带循环气体中液滴和固体颗粒,保持在气流中悬浮上升;另一股气流沿着反应器底部内壁上升,目的是阻止冷凝液及固体颗粒在反应器底部聚集,使落在反应器底部和内壁的液滴重新雾化和固体颗粒再度悬浮。
两股气流的比例可以通过导流器的结构进行调整。
这种导流器实现了冷凝态和非冷凝态操作切换自如,既避免了干法操作时易出现的固体颗粒的聚集,又消除了湿法操作时易导致的积液。
在进行冷凝态操作时,可以提高循环气流的露点以进一步提高冷却量。
提高露点的方法是:(1)提高反应系统的操作压力;(2)提高在循环气体中可冷凝气体的浓度;(3)降低反应器人口处循环气流的温度。
这些方法主要是控制冷却程度,既要使循环气流冷却到露点以下,又要使气/液比维持在使混合物中的冷凝液保持在被夹带或悬浮的状态,直到被完全蒸发为止。
在冷凝态操作中,夹带在循环气流中冷凝液所占的质量分数一般为1O%左右,当冷凝液含量小于2%时,起不到提高产率的作用,时空产率最大可提高到160%。
二、超冷凝态技术美国Exxon Chemical Company(埃克森化学公司,以下简称“EXXON公司”)在UCC 公司冷凝态操作的基础上,1994年开发成功“超冷凝技术”(Super Condensing Mode,简称“SCM”),打破了UGC公司对循环气中10%液体含量的限制。
在循环气流中加入高浓度的惰性冷凝介质,操作时玲凝液的含量可高达15%~50%,最高扩能达到原有能力的2.5 倍以上,。
我国扬子石化公司、天津石化公司、广州石化公司以及吉林石化公司、中原石化有限责任公司、新疆独山子石化公司等的聚乙烯装置采用该技术也取得扩能成功。
EXXON 公司指出流化床稳定操作的关键是流化松密度(P )与沉降橙密度(P )之比必须太于0.59,而不是液体含量的多少。
流化松密度(P )与循环气流中可冷凝介质(如异戊烷)的浓度有较强的相关性,而与反应器人口处循环气流中冷凝液含量的关系不明显。
随着循环气流中可冷凝组分浓度增大,可以达到一个标记点,如果浓度继续增大,超过该点就会出现操作失败的危险。
该点的特征在于随着气体中可冷凝组分的增大,流化松密度会不可逆地减少,流化质量失去控制。
EXXON 公司在规定FBD[SBD>0.59的基础上,1995年又进一步提出了通过计算松密度函数(z)来限定稳定操作区 。
()()bf g bs s g sZ ρρρρρρ--=松密度函数定义为:()()bf g bs s g s Z ρρρρρρ--=式中:ρbf ——流化松密度,g/cm3; ρbs —— 沉降松密度, g/cm3; ρg — — 气体密度,g/cm3; ρs — —固体(树脂)密度,g/cm3 。
EXXON 公司通过测量和计算,将松密度函数的取值范围保持约0.2~0.7,来避免流化状态受到破坏。
EXXON 公司将茂金属催化剂负载在硅胶上,应用于冷凝液含量2%~50%的操作中,发现茂金属催化剂与冷凝一超冷凝态技术结合具有独特的优势:首先茂金属催化剂有很强的共聚能力和氢调敏感性,循环气体中共聚单体和氢气的浓度比使用传统的催化剂低,故允许含有更多的冷凝介质,冷凝介质的摩尔分数可达到5%-60% ,这不仅增了循环气体的密度,而且增加了其热焙,提高了循环气体的冷却能力,生产能力进一步扩大;其次用茂金属催化剂生产出来聚乙烯具有分子量分布较窄的特点,易挥发低分子量副产物少,故相应的聚乙烯粉体颗粒不易牯结,特别适合生产低密度、高熔体指数的产品。
1997年,UCC公司与EX ON公司宣布成立UIVATION合资公司,将Unipol工艺的冷凝一超冷凝专利技术和茂金属催化剂专利技术合并出售,使原本没有明显本质区别的冷凝态技术与超冷凝态技术合二为一。
采用Unipol工艺的聚乙烯装置可根据产品牌号和产率提高程度,选择传统齐格勒纳塔催化剂或茂金属催化剂,在冷凝渡含量2%-50%的范围内自由操作。
三、液体单体聚台技术1995年U(R2~公司提出了“液体单体聚合模式”(Liquid Monomer Polymerization Mode,简称“LMPM”)。
¨当在液体单体聚合模式下操作时,聚合区的温度低于至少一种单体的露点,液体单体存在于整个聚合物床层中,液体单体被吸附或吸收在固体颗粒中,单体以液体形式参加聚合反应,但应保持在聚合区进口处之上相当一段距离内投有明显的游离液体单体存在。
四、液体成分聚台技术UCC公司在1998年提出在气相聚合过程中,在聚合区提供至少一种成分,这种成分在聚合区的温度、压力和浓度下能够以液体形式存在,这种成分就叫做“液体成分”(Liquid Cx~mpo—neaat)Es,9]。
液体成分在聚合区以液相和气相两种形式存在,液相形式可以是自由的小液滴,也可以是吸附或被吸收在聚合物颗粒中。
液体成分可以在聚合反应中参加反应(如上述液体单体聚合技术)或基本上不反应。
适合做液体成分的物质通常包括惰性化合物、单体的溶剂或聚合物添加剂的溶剂、单体、共聚单体或通过化学或物理作用与聚合物产品结合的另一种聚合物。
由于液体成分的存在,使气相法工艺有可能使用那些以前只适用于溶液法或淤浆法工艺的催化剂。
液体成分能消除聚合区的局部热点,有效地提高催化剂的产率;在液体成分存在的情况下,α-烯烃以溶液形式吸附在聚合物颗粒中,提高了催化剂话性点处共聚单体的浓度,从而增强了催化剂共聚能力。
液体成分中也可以包含物理或化学改性剂或添加剂。
因为改性剂或添加剂是在聚合物形成过程中加到聚合物中去的,因此结合得比较紧密均.液体成分还可以溶液或淤浆形式包含另外一种聚合物或预聚物这种聚合物可与反应器中正在生产的聚合物物理共混或化学结合,通过这种方式可将两个反应器串联起来,提高气相工艺与其它聚合工艺的结合能力,优化产品性能。
液体成分还改善了聚合物产品的形态,因为液体成分使较大的聚合物颗粒更圆、使聚合物细粉聚集成大圆粒。
由于液体成分的露点与聚合区的平均本体温度相近,故这种操作方法提高时空产率的作用不明显,但ucc公司称即使两者温差在2℃之内,与用惰性、非冷凝的气体代替液体成分的操作方式相比,液体成分聚合技术亦能提高时空产率至少约5%五、间接冷却反应器技术2001年3月,UCC公司提出为反应器提供外部冷却导管,间接提高反应器撤热能力的设想,并申请了专利,其流程图如图3所示这种操作方式是将一部分冷凝液首先通过安装在反应器外壁周围的一组换热管,玲凝液吸收反应器外壁的热量升温然后再将这些被加热的流体(根据吸热程度,可能全部是液体、也可能是液体与气体的混合物或全部是气体)引人流化床反应器,进一步直接提高反应器的撤热能力。
这种操作方式的优点之一是可以在干法操作、冷凝液含量很少或不增加进人反应器的冷凝液含量的情况下.间接提高反应器的撤热能力,还可以调节通过换热导管的冷凝液体温度和速度来控制反应器的冷却程度:优点之二是因为反应器壁温度降低.减少了聚合物牯壁现象。
六、结语综上所述,Unipol工艺从1985年到现在,经历了冷凝态技术、超冷态技术、液体单体聚合技术、液体成分聚合技术和间接冷却反应器技术五个阶段,在反应器撤热能力和时空收率大幅度提高的同时,气相法操作的旧观念不断被打破,工艺条件变得越来越宽容.对冷凝液操作方法也越来越多。
Unipol工艺的发展前景越来越广阔,但其技术含量和对操作水平的要求也越来越高。